研究方向

研究背景：

        微反应器是指内部通道尺寸在微米至数毫米尺度的反应器设备。作为一种革命性的过程强化技术，微反应器具有体积小、热质传递速度快、过程本征安全等优点，逐渐在精细化工和医药行业得到了广泛应用。基于微反应器的流动化学合成工艺有望解决传统间歇釜式生产工艺污染排放严重、安全风险多、生产效率低、放大周期长等问题，实现产品的连续化、绿色化、精准化生产。

        2021年国家工信部将“微通道反应器及连续流工艺技术”列入化工行业鼓励推广的技术目录之首，2022年国家发改委与工信部联合印发的《关于推动原料药产业高质量发展的实施方案》强调要加快微反应连续合成技术在原料药产业的拓展应用。然而，常规微反应器技术在应用中仍存在一些共性问题，限制了其大规模工业化应用，如易被固体堵塞、放大困难、操作弹性差、研发周期长等。目前性能稳定高效、有完整知识产权保护的微反应器设备大多被国外公司垄断，急需开发拥有自主知识产权的国产微反应器设备。

        研究组以研发拥有自主知识产权的先进微反应器设备与流动化学合成技术为核心，重点围绕构建超声微反应器、金属3D打印微反应器、微波微反应器、电化学微反应器等模块化、标准化的设备与生产装备及其在纳米材料、医药中间体和精细化学品等方面的实际应用进行研究。

        在基础研究方面，利用流体力学模拟和混合传质性能研究，指导反应器和其他核心设备的设计，并利用金属3D打印机快速加工设备。

        在应用研究方面，围绕医药、化妆品、电子、精细化工行业，与相关企业和研究院所合作，开发精细化学品的连续流微反应合成工艺和装备。

 

近期的主攻研究内容：

1、超声微反应器及其应用。研究超声微反应器的设计、超声过程强化原理及其调控，研发可放大、长时间运行稳定的标准化设备。研发基于超声微反应器的纳米材料（如纳米药物制剂、纳米电子粉体等）、纳米乳液（应用于化妆品行业）、精细化学品流动化学合成工艺与技术。

2、金属3D打印微反应器及其应用。激光选区熔化技术（SLM）因其成形构件精度高、结构复杂以及性能优异等优势，在小批量、个性化、定制化高端微反应器领域存在巨大潜力。重点研究金属打印3D微反应器结构设计与工艺开发等方面的工作。针对微反应器在不同工艺下的服役情况，通过调整热处理制度等工艺，进一步提高金属微反应器的耐腐蚀和耐高温等性能。

3、研究金属3D打印微反应器的医药中间体、精细化学品的流动化学合成工艺与技术，特别是针对一些快速强放热危险反应过程，如硝化、氯化、氟化、重氮化、氧化、胺基化、磺化、聚合、偶氮化等的反应，研发基于微反应器的绿色、安全、可控、可放大生产技术。为实现并控制金属微反应器在不同苛刻工艺条件下的使用，提供理论依据和可靠数据。